Materiali
I materiali e le loro proprietà
Materiali
I materiali e le loro proprietà
CONTENUTI
ATTIVITÀ
1. L’origine dei materiali
Di quale materiale è fatto?
2. Le proprietà dei materiali
Quale tipo di proprietà?
3. Le proprietà fisiche e chimiche
4. Le proprietà meccaniche
5. Le proprietà tecnologiche
6. Test di verifica
L’origine dei materiali
OSSERVA IL MONDO
CHE TI CIRCONDA
CLASSIFICAZIONE DEI
MATERIALI
materiali di origine naturale
materiali di origine artificiale
L’origine dei materiali
MATERIALI DI ORIGINE NATURALE
minerale
rocce
rocce
organica
legno
carta
fibre tessili
L’origine dei materiali
MATERIALI DI ORIGINE ARTIFICIALE
materie plastiche
fibre tessili
leghe
tecno-materiali
L’origine dei materiali
ATTIVITÀ
DI QUALE MATERIALE È FATTO?
• Di quali materiali sono composti gli oggetti presenti nella tabella
della prossima slide?
• Qual è l’origine del materiale usato per ogni oggetto?
• Sapresti dire, per ogni oggetto, se il materiale può essere
sostituito con un altro? Quale?
L’origine dei materiali
ATTIVITÀ
DI QUALE MATERIALE È FATTO?
Oggetto
Materiale Origine Si può sostituire (sì/no) Materiale alternativo
Libro
Carta
Tavolo da cucina
Schienale della sedia
Lavagna
Matita
Piatto
Pedale della bicicletta
Maglione
Pantaloni
Astuccio
Naturale
Si
E-book
Le proprietà dei materiali
LE PROPRIETÀ DEI MATERIALI
SI DIVIDONO IN:
proprietà fisiche e chimiche
proprietà meccaniche
proprietà tecnologiche
Le proprietà fisiche e chimiche
Riferite alla struttura chimica e all'aspetto fisico
Densità (massa volumica)
Conducibilità termica
Dilatazione termica
Temperatura di fusione
Conducibilità elettrica
Resistenza alla corrosione
Le proprietà fisiche e chimiche
DENSITÀ O MASSA VOLUMICA
SIGNIFICATO
Rapporto tra il peso di un corpo e il suo
volume: si misura in kg/m3.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
La densità di un materiale determina la sua
capacità di galleggiare nell’aria o sull’acqua.
Le proprietà fisiche e chimiche
CONDUCIBILITÀ TERMICA
SIGNIFICATO
Capacità dei materiali di
trasmettere calore.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
I conduttori termici trasmettono calore (metalli).Gli isolanti
invece non trasmettono calore (legno, plastica).
Le proprietà fisiche e chimiche
DILATAZIONE TERMICA
SIGNIFICATO
Aumento delle dimensioni di un materiale
all’aumentare della temperatura.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
È molto importante nella lavorazione dei metalli.
Nell’utilizzo di materiali che hanno questa proprietà (per
esempio nel settore ferroviario e stradale) si possono
presentare effetti negativi che vanno opportunamente
compensati.
Le proprietà fisiche e chimiche
TEMPERATURA DI FUSIONE
SIGNIFICATO
Temperatura alla quale un materiale passa
dallo stato solido a quello liquido.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
È fondamentale per conoscere il punto di
fusibilità di un materiale.
Le proprietà fisiche e chimiche
CONDUCIBILITÀ ELETTRICA
SIGNIFICATO
Capacità di un materiale di lasciarsi attraversare dalla
corrente elettrica, quindi di trasmetterla ad altri corpi.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
I metalli sono buoni conduttori. I materiali che invece
si oppongono al passaggio della corrente (cioè hanno
resistività) sono detti isolanti elettrici.
Le proprietà fisiche e chimiche
RESISTENZA ALLA CORROSIONE
SIGNIFICATO
Proprietà chimica che esprime la capacità
di conservazione di un corpo esposto
all’aria o agli agenti chimici.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
I materiali inalterabili, detti inerti, non subiscono
alterazioni a contatto con gli agenti chimici.
Le proprietà meccaniche
Riferite alla capacità di resistenza a sollecitazioni dinamiche e statiche
Resistenza alle sollecitazioni
meccaniche dinamiche
Durezza
Elasticità
Plasticità
Resilienza
Le proprietà meccaniche
RESISTENZA ALLE SOLLECITAZIONI MECCANICHE
ATTIVITÀ
Resistenza alle
sollecitazioni
meccaniche
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Capacità di un corpo di
resistere a sollecitazioni
esterne fino a un certo
valore (carico di rottura).
Le sollecitazioni meccaniche
Trazione
Taglio
Compressione
Torsione
Flessione
Caratteristica
fondamentale per i
materiali da costruzione.
Le proprietà meccaniche
Tipi di
sollecitazione
TRAZIONE
Le proprietà meccaniche
Tipi di
sollecitazione
COMPRESSIONE
Le proprietà meccaniche
Tipi di
sollecitazione
FLESSIONE
Le proprietà meccaniche
Tipi di
sollecitazione
TAGLIO
Le proprietà meccaniche
Tipi di
sollecitazione
TORSIONE
Le proprietà meccaniche
DUREZZA
SIGNIFICATO
Resistenza di un corpo alla penetrazione di
una punta. Esprime la resistenza di un
materiale alla scalfittura.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per i materiali che devono
resistere all’azione di forze meccaniche
(colpi, urti, lanci).
Le proprietà meccaniche
ELASTICITÀ
SIGNIFICATO
Attitudine di un materiale a riprendere
forma dopo essere stato sollecitato da
forze esterne.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per quei materiali che si
deformano e che devono riprendere la
forma iniziale (pneumatici).
Le proprietà meccaniche
PLASTICITÀ
SIGNIFICATO
Capacità di deformazione e
mantenimento della forma acquisita.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Fondamentale per plasmare
alcuni materiali (plastica).
Le proprietà meccaniche
RESILIENZA
SIGNIFICATO
Attitudine a resistere agli urti, senza
subire rotture: è il contrario della
fragilità.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Conoscere questa caratteristica è
importante per evitare l’uso di materiali
troppo fragili in alcune strutture.
Le proprietà tecnologiche
Riferite al comportamento dei materiali durante la loro lavorazione
Fusibilità
Saldabilità
Duttilità
Malleabilità
Temprabilità
Le proprietà tecnologiche
FUSIBILITÀ
SIGNIFICATO
Facilità con cui i materiali passano
dallo stato solido a quello liquido.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per i materiali che devono
essere fusi per ottenere una forma
definitiva (vetro, metalli, plastica).
Le proprietà tecnologiche
SALDABILITÀ
SIGNIFICATO
Attitudine di un materiale a essere unito
ad altri materiali, sotto l’azione del calore,
per formare un corpo unico.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Fondamentale quando occorre unire saldamente
due parti di un oggetto.
Le proprietà tecnologiche
DUTTILITÀ
SIGNIFICATO
Proprietà del materiale di lasciarsi
ridurre in fili sottili.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per realizzare cavi, fili elettrici e fili
da fibre tessili.
Le proprietà tecnologiche
MALLEABILITÀ
SIGNIFICATO
Proprietà di un materiale di lasciarsi
ridurre in lamine o fogli sottilissimi.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per realizzare oggetti costituiti da
lastre sottili, per esempio le lastre di vetro.
Le proprietà tecnologiche
TEMPRABILITÀ
SIGNIFICATO
Attitudine di alcuni materiali di
acquistare maggiore durezza o
resistenza dopo essere stati
riscaldati e raffreddati bruscamente.
IMPORTANZA TECNOLOGICA
Importante per quei materiali che devono
resistere agli agenti atmosferici e agli urti
meccanici (vetri di sicurezza, carrozzerie).
Le proprietà dei materiali
ATTIVITÀ
QUALE TIPO DI PROPRIETÀ?
•Tra le proprietà elencate nella slide seguente, cerchia
• in rosso quelle fisiche o chimiche,
• in verde quelle tecnologiche,
• in blu quelle meccaniche.
Le proprietà dei materiali
ATTIVITÀ
QUALE TIPO DI PROPRIETÀ?
durezza
elasticità
conducibilità elettrica
fusibilità
plasticità
resilienza
malleabilità
conducibilità termica
densità
temprabilità
Verifica le tue conoscenze
Quale tra le seguenti non è una sollecitazione?
Flessione
Torsione
Taglio
Compressione
Fusione
Trazione
Verifica le tue conoscenze
Completa il brano inserendo nello spazio vuoto la parola corretta, scegliendo tra
quelle sotto elencate.
Un corpo è soggetto a ............ quando su di esso agisce un sistema di forze convergenti,
cioè che si avvicinano.
compressione
taglio
torsione
Verifica le tue conoscenze
Completa il brano inserendo nello spazio vuoto la parola corretta, scegliendo tra
quelle sotto elencate.
Un corpo è sottoposto a ............ se due forze contrapposte tendono a separarlo in due
parti.
compressione
taglio
torsione
Verifica le tue conoscenze
Completa il brano inserendo nello spazio vuoto la parola corretta, scegliendo tra
quelle sotto elencate.
Un corpo è sottoposto a ............ quando le forze applicate alle sue estremità tendono a
farlo ruotare in direzioni opposte.
compressione
taglio
torsione
Verifica le tue conoscenze
Quale tra le seguenti non è una proprietà meccanica?
plasticità
fusibilità
resilienza
durezza